Der Starnskelettbau
mit B erücksichtigun g der Hoch- und T urm häuser
\
V o m k o n s t r u k t i v e n S t a n d p u n k t e b e h a n d e l t f ür I n g e n i e u r e u n d A r c h i t e k t e n
v o n
D r . - I n g . A lfred H a w ra n e k
ord. Professor des BrUcken- und Stahlhochbaues an der Deutschen Technischen Hochschule
in Brünn
B e r lin u n d W ie n
V e r l a g v o n J u l i u s S p r i n g e r
I9 3I
430354
A lle Rechte, insbesondere das der Ü bersetzung in fremde Sprachen, Vorbehalten.
C opyrigh t 1931 b y Julius Springer in Berlin.
Printed in Germ any.
BiäiloieKa techniuna
Buty „PoköJ“ Hr.
V orw ort.
Der in den letzten Jahren einsetzende große Aufschwung im Stahlskelettbau, seine zahlreichen Anwendungen im Geschoß- und Hochhausbau und die aufwärts strebende Entwicklung in der systematischen Ausgestaltung dieser Bauweise haben den Wunsch nach einer geordneten und kritischen Darstellung derselben laut werden lassen.
Was bisher auf diesem Gebiete zusammenfassend erschienen ist, war vornehmlich von Architekten verfaßt, die diese Bauweise entweder vom Standpunkte ihrer mehr künst
lerischen Einstellung oft unter Betonung der Anwendung des Stahlskelettes im Wohnhaus
bau oder vom Gesichtspunkte genereller Dispositionen behandelten, das rein Konstruk
tive oder die statische Behandlung der einschlägigen Aufgaben aber weniger eingehend oder gar nicht berührten.
Nun sind aber solche Bauten, besonders wenn es sich um größere handelt, eigentlich vornehmlich Ingenieurbauten, bei denen Statik und Konstruktion unter Berücksichtigung des wirtschaftlichen Momentes eine sehr große Rolle spielen, wobei die baukünstlerischen Belange natürlich nicht ausgeschaltet werden sollen.
Es war daher notwendig, eine Darstellung des Stahlskelettbaues zu geben, die dem Ingenieur jenes bringt, das er bei Entwurf und Ausführung benötigt und gleichzeitig dem Architekten einen Einblick in die vom Ingenieur bei solchen Bauten zu treffenden Maß
nahmen vermittelt; andererseits sollte der Ingenieur auch alle jene, den Skelettbau er
gänzenden Anordnungen kennenlernen, die zu dessen Vollendung führen, weil sic schon bei dem Entwurf der Konstruktion mit beeinflussend sind.
Deshalb wurde in diesem Buche darauf Wert gelegt, daß der Ingenieur alle Aufgaben, Erwägungen, Berechnungs- und Konstruktionsweisen darin finde, die er für den Entwurf von Stahlskelettbauten benötigt.
Was die S t a t i k betrifft, so wurden nur jene Gebiete behandelt, die unmittelbar mit dem Stahlskelettbau Zusammenhängen; umfangreiche Entwicklungen sind vermieden worden, dafür aber wurden in besonderen Fällen die einschlägigen Werke und sonstige Literaturquellen angegeben.
Etwas eingehender sind die Rahmenträger und Stockwerkrahmen behandelt. Für letztere sind auch Näherungslösungen gegeben. Auf die ausführliche Wiedergabe der Be
rechnung von Stockwerkrahmen wurde verzichtet, weil dies den vorgesehenen Umfang dieses Buches überschritten hätte und vielfach Vereinfachungen der Berechnung in der Praxis wegen der oft großen Zahl statisch unbestimmter Größen selbst bei Bauten mit nicht allzu großer Anzahl von Geschossen üblich sind. Immerhin sind aber noch für die Berechnung von Erkerträgern, der Kräfte der Unterzüge in den Kellergeschossen, der Verteilung der Windwirkung bei Turmhäusern und in anderen Abschnitten teilweise neue Entwicklungen mit aufgenommen worden.
In k o n s t r u k t iv e r Hinsicht wurde der Stoff ausführlich behandelt, dabei sind gute Ausführungen der letzten Jahre sowie eine Anzahl von Entwurfseinzelheiten aus der Zivil
ingenieurtätigkeit des Verfassers herangezogen worden.
Bei der Auswahl der konstruktiven Einzelheiten ist vornehmlich die Darstellung einiger typischer Formen für die einzelnen Abschnitte maßgebend gewesen und eine Anzahl von Beispielen aus jüngster Zeit gebracht worden. Manche Ausführungen sind der Lite
ratur entnommen. Viele stammen jedoch von einer Anzahl führender und bedeutender S t a h lb a u f ir m e n , die Planmaterial und Photographien in liebenswürdigster Weise zur Verfügung gestellt haben, wofür an dieser Stelle der besondere Dank ausgesprochen werden soll.
IV Vorwort.
• • *
Die Herkunft solcher Abbildungen ist stets im Text oder in Fußnoten ersichtlich ge
macht. Ich hoffe dabei nichts übersehen zu haben.
Bei der Darstellung der Ausführung von Stahlskelettbauten konnten eigene Erfah
rungen des Verfassers mitsprechen. Auch hier war es nicht möglich, die zahlreichen ver
schiedenen Ausführungsweisen zu berücksichtigen. Es- wurden deshalb nur einige, aber charakteristische ausgewählt. Das gleiche gilt für die Behandlung der neueren B a u s t o f f e und der S t a h lh a u s b a u t e n .
Im großen und ganzen konnte es nicht vermieden werden, daß manches gesagt werden mußte, was bekannt ist; dies ist im Interesse der Geschlossenheit der Darstellung dieser Bauweise nötig gewesen. Dafür sind aber vielfach neue Untersuchungen, Berechnungen und Erwägungen einbezogen worden, die im Interesse einer Klarstellung gewisser Gebiete notwendig sind und dem Beniitzer des Buches Winke und Anhaltspunkte bei dem E n t
würfe geben sollen. Dem Abschnitte über das S c h w e iß e n im S t a h ls k e l e t t b a u wurde ein besonderes Augenmerk geschenkt, da diese Arbeitsweise für die künftige Entwicklung des Stahlskelettbaues sehr wichtig ist.
Das umfangreiche Gebiet des I n d u s t r ie b a u e s wurde nur teilweise einbezogen, und zwar dort, wo die Berührung mit dem Skelettbau inniger ist; denn es sollte kein Buch über den gesamten Stahlhochbau geschrieben, sondern bloß das behandelte Sondergebiet herausgegriffen werden.
Die einschlägigen b e h ö r d lic h e n V o r s c h r ift e n sind immer in jenen A b
schnitten ganz oder im Auszug angeführt worden, wo sie zur Anwendung kommen sollen.
Über die K o s te n von Stahlskelettbauten konnten keine Angaben gemacht werden, da die Preise für die einzelnen Baustoffe in den verschiedenen Gebieten und Ländern zu stark voneinander abweichen und sich auch im Laufe der Zeit verändern. Es standen dem Verfasser wohl Kosten für Ausführungen zur Verfügung, sie waren aber zu lokal beein
flußt. Nur wo es sich um relative Vergleiche von Kosten handelt, wurden solche ver
einzelt angeführt.
Die W i r t s c h a f t li c h k e i t der Stahlbauten im Vergleich mit Eisenbetonbauten wurde mehrfach einer eingehenden Untersuchung unterzogen. Es sind auch jene Wege gewiesen worden, die vielleicht in der Zukunft ein Zusammenarbeiten mit dem Eisenbetonbau im Interesse der W irtschaftlichkeit dort ermöglichen, wo derzeit die Preisunterschiede aus verschiedenen Gründen noch größere sind.
Bei der Behandlung der T u r m - u n d H o c h h ä u s e r konnte auf die Berücksichtigung amerikanischer Ausführungen wegen der großen Bedeutung und Entwicklungsmöglichkeit bei uns nicht verzichtet werden. Von den W o lk e n k r a t z e r n wurden nur die in der letzten Zeit ausgeführten größten berücksichtigt, behufs Gegenüberstellung zu europäischen Ausführungen von Hochhäusern und auch, um die neuen hinzukommenden Momente zu streifen, die eine weitere Steigerung der Geschoßzahl mit sich bringt.
Die H e iz u n g , L ü f t u n g , e le k t r is c h e S tr o m - u n d W a s s e r v e r s o r g u n g s o w ie K a n a lis ie r u n g wurde nicht behandelt, da dies, soweit es größere Ausführungen betrifft, Sonderfachmännern überlassen werden muß.
Die L it e r a t u r n a c h w e is e und einschlägigen Fußnoten sind ziemlich weitgehend gegeben worden, um das rasche Auffinden von Originalabhandlungen zu ermöglichen.
Hierbei wurden vor allem die Veröffentlichungen der letzten Jahre besonders berück
sichtigt.
Bei der ersten zusammenfassenden Darstellung des behandelten Sondergebietes ist es nicht ausgeschlossen, daß hier und da eine Lücke geblieben ist; die noch andauernde weitere Entwicklung des Stahlskelettbaues wird auch im Laufe der Zeit Neues bringen, so daß das vorliegende Buch vielleicht bald ergänzungsbedürftig sein dürfte. Für jede Anregung behufs Ergänzung bei einer etwaigen neuen Auflage wäre der Verfasser außer
ordentlich dankbar.
Vorwort. V Ich kann nicht schließen, ohne meinen Assistenten, den Herren Ingenieuren H an s P e t z n y , J o s e f S c h ie r und E r ic h H a u le n a , die mir bei der Auswertung mancher theoretischen Untersuchung, bei der Berechnung von Tabellen und bei der Zeichnung der Abbildungen wertvolle Dienste geleistet haben, besonders zu danken.
Endlich gebührt mein aufrichtigster Dank der Verlagsbuchhandlung J u liu s S p r in g e r , Berlin, die das Buch in gewohnt ausgezeichneter Weise hcrausgebracht hat, und besonders deren Chef, Herrn Dr. J u liu s S p r in g e r , der meinen Wünschen außerordentlich gern und im weitesten Maße entgegengekommen ist.
B rü n n , im Januar 1931.
D r.-Ing. A. H awranek.
ih v . cPcP<f?
(//y. o lz. 3 %
Inhaltsverzeichnis.
1. A b s c h n i t t : Allgemeine Gesichtspunkte. Belastungen und Profile des Stahlskelettbaues . . 1
1. Allgemeine Bedeutung des Stahlskelettbaues. Seine V o r t e i l e ... i
2. Anwendung des S ta h ls k e le ttb a u e s ... j 3. Wesentliche Gesichtspunkte der Planung von S k e le t t b a u t e n ... 9
4. Anzunehmende N utzlasten. Schnee- und W indbelastung, W ä r m e w i r k u n g ... 12
a) N utzlasten S. 12. — b) Schneelast S. 13. — c) W indlast S. 14. — d) W ärm ewirkung S. 15. 5. Profile für den S t a h ls k e le t t b a u ... 15
2. A b s c h n i t t : Gesamtanordnungen und Querschnitte von Stahlskelettbauten... 17
1. Entw icklung des G r u n d r is s e s ...17
2. Stützen stellun gen ...17
3. T rä g e ra u s te ilu n g ... 20
4. Ersparnisse an Säulengrundrißflächc im S t a h ls k e le t tb a u ... 24
3. Querschnitte von S ta h ls k e le ttb a u te n ...26
3. A b s c h n i t t : Geschoßausteilung von Stahlskelettbauten... 31
1. Zahl der Geschosse und ihre H ö h e n ...31
2. T u r m h ä u s e r ... 34
4. A b s c h n i t t : Decken und W ä n d e ... 35
1. Bercchnungsgrundlagen für das Stahlgerippe der Decken und W ä n d e ...35
a) Entfernung der Deckenträger S. 36. — b) Durchbiegungen S. 38. 2. Anschlüsse von D ecken träg ern ... io 3. Der Einspannungsgrad der Anschlüsse der Deckenträger und U n te rzü g e ... (5
4. F ro n lw a n d tr ä g e r...50
5. Anordnung ausgekragter W an dkon struktionen ... 53
6. Gewichte der D e c k e n ... 55
5. A b s c h n i t t : S t ü t z e n ... 57
1. B erech n u n gsgru n d lagen ...57
a) Zulässige Inanspruchnahme, Knicklänge S. 57. — b) Belastung der Stützen S. 57. 2. Stü tzen q u ersch n itte... 64
3. Stoß der S tü tz e n ... 66
a) Anordnung der Stöße S. 66. — b) K onstruktive Durchbildung der Stöße S. 67. 4. Normung von Stützen, Stößen und Auflagern für U n terzü g e ...70
3. Ausbildung der Stützenfüße und -köpfe... 75
6. Besondere S tü tz e n a u s b ild u n g e n ... 77
7. Bauziffern von S t ü t z e n ...So 6. A b s c h n i t t : R ah m en k o n stru ktion en ...Si A. T h e o r ie d e r R a h m e n ... Si 1. Stockwerkrahm en. Allgem eines... 81
2. Berechnung der S to ck w erk rah m en ... 82
a) Der zweistielige Stockwerkrahm en S. 82. — b) Mehrstielige Stockwerkrahm en. Näherungsberechnung. W aagerechte Lasten S. 84. 3. Berechnung der Spannungen in Rahm enecken... 8-7- 4. Zusatzspannungen in Rahmenecken bei zweiwandigen Q u e r s c h n i t t e n ...91
5. Einspannungsgrad und Durchbiegung der Riegel von Z w eig elen k ra h m en ...91
a) Einspannungsgrad des Querricgcls S. 92. — b) Durchbiegung der Querriegel S. 92. 6. Bemerkungen über die Näherungsberechnung von m ehrstieligen Stockwerkrahm en mit großer Geschoßzahl auf W i n d d r u c k ... 94
B. K o n s t r u k t i o n d e r R a h m e n t r ä g e r ... 96
1. Z w e ig e le n k ra h m e n ...96
2...Stockw erkrahm en... 103 a) Rahm enecken m it Auskeilung S. 105. — b) Rahm enecken m it Arerankerung S. 111.
— c) Rahm enw erke m it steifen Anschlüssen S. m .
I . E n t w u r f d e r S t a h l s k e l e t t b a u t e n . Seit,,
Inhaltsverzeichnis. V I I
L i t e r a t u r : Quellen für die I.ösung von E la stiz itä tsg le ic h u n g e n ...
Seite n t
Quellen für die Berechnung von S to c k w e r k r a h m e n ... ■13
7 - A b s c h n i t t : Verbände, Streben- und Eckaussteifungen ... x i 4 1. W in d d ru ck... 114
2. Literatur. Quellen über W in d w ir k u n g ... 116
3. Verbände in W änden und D e c k e n ... ” 7
8. a) Bauten ohne Verband S. 117. — b) Bauten mit Verband S. 118. fungen S. 123. A b s c h n i t t : Treppen, Aufzüge, Krag- und Erkerträger, S ch äch te ... - c) Eckausstei- 124 1. T r e p p e n a n la g e n ... 124
2. A u fz ü g e ... 126
3. K r a g b a u t e n ... 127
4. E r k e r t r ä g e r ... 130
5. Vcntilationsschächte und Rauchabzüge . ... 134
9 - A b s c h n i t t : Baustoffe für Dächer, Decken und W ä n d e ... '3 4 A. L e i c h t b a u s t o f f e f ü r D e c k e n u n d W ä n d e ... '3 4 1. B im sb eto n ... 134
2. Schlackenbeton... 133
3. A e ro k re t-G a s b e to n ... 133
4. Z e lle n b e t o n ... 135
3. S ch im ab cto n ... 13S 0 . K ie se lg u r-B a u sto ffe ... 139
B. B a u e le m e n t e f ü r D ä c h e r , D e c k e n u n d W ä n d e ... 1 39 1. D ä c h e r ... 139
2. D e c k e n ... 140
3. W ä n d e ... 142
4. G la s b e to n ... T43 10. A b s c h n it t : Konstruktionen der Decken und D ä c h e r ... 144
1. D e c k e n k o n s tr u k tio n e n ... 144
2. Besondere D e c k e n a rte n ... 146
3. D a c h d e c k e n ... ‘ 47
I I. A b s c h n it t : Ausmauerung der Wände und Umhüllung der Deckenträger . . 148 i. Ausmauerung der W ä n d e ... 148
2. Wandausbiklungcn einfacher A rt ... 15° 3. Um mantelung von Deckenträgern und U n t e r z ü g e n ... . . L52 I z. A b s c h n it t : Ummantelung der S ä u le n ... 154
>3 - A b s c h n i t t : Schutzmittel gegen Feuer, Rost, Schall und Erschütterungen . . ¡57 1. F eu ersich erh eit... 137
a) Feuerbekäm pfung S. 158. — b) Maßnahmen zum Feuerschutz S. 159. 2. Rostschutz des S t a h l s ... 139
3. Sch allschu tz... 161
4. Schutz gegen Vibrationen und E rsch ü tteru n g en ... 164
14. A b s c h n it t : Das Stahlskelett im W oh nhausbau... 16.5 i. Das W ohnhaus mit Stah lgerip pe... 165
2. Das S t a h lh a u s ... 166
15- a) System Blecken, Duisburg S. 167. — b) System Braune & Roth, Leipzig S. 108. — c) System Schmid, Gebrüder Böhler & Co. A . G., W ien S. 169. — d) System Spiegel, Düssel dorf S. 170. — e) System Kästner, Leipzig S. 170. — f) System Gropius S. 170. — g) E ng lische Stahlwohnhäuser S. 170. A b s c h n i t t : Fenster, Türen, Schaufenster und L ic h tre k la m e ... 172
1. F e n s t e r ... * 72
a) Repal-Stahlfenster S. 173. — b) Fenestra-Stahlfenster S. 174. — Fenster S. 174. — d) Durchlaufende Fensterbänder S. 174. 2. T ü r e n ... c) Kord-Draht- 176 3. S c h a u fe n s te r a n la g e n ... 178
4. L i c h t r e k l a m e ... 180
16. II. A usführung der Stahlskelettbauten. A b s c h n i t t : Einrichtung der B a u s te lle ... 182
17- A b s c h n i t t : Montage der S ta h ls k e le ttb a u te n ... 183 1. A llg e m e in e s ... 1S3
Seite
2. .M ontagekrane... 184
a) Der Standbaum oder einfache D errick S. 184. — b) Der abgespannte Schwenkm ast S. 1S4. — c) Der Turm drehkran S. 185. — d) Der Portalkran S. 1S6. — e) L okom otivkrane S. 188. 3. Hilfsgerüste, Schnellbaurüstung T o r k r c t ...188
4. Besondere Ausführungen der M o n ta g e ... 192
5. Arbeitszeiten für die Montage von S k elettb a u ten ... 201
iS. A b s c h n i t t : Arbeitsvorgang bei der Herstellung der Decken, Wände, der Stützenumkleidungen 204 1. D e c k e n ...205
2. W ä n d e ... 206
3. S tü tzen ... 209
4. Betonpum pe System T o r k r e t ... 209
5. Kontrolle der Belastungen während der A r b e it...210
19. A b s c h n i t t : Stahl und hochwertiger Stahl im S k e l e t t b a u ... 21 x 20. A b s c h n i t t : Schweißen im S ta h lsk ele ttb a u ...214
1. A llgem ein es...214
2. Die S c h w e iß v e rfa h re n ... 215
3. Festigkeit der Schweißverbindungen. . . . ■...218
a) Zerreißfestigkeit einfacher Schweißnähte S. 219. — b) Festigkeit der Flankenschwei ßung S. 219. — c) Festigkeit der Stirnschweißung S. 219. — d) Festigkeit von W inkeleisen anschlüssen S. 220. 4. Vorschriften für die Ausführung geschweißter S t a h lh o c h b a u te n ... . 220
5. Schweißen von Trägern und S ä u len ... 223
6. Neue Querschnittsformen für Träger xind Stützen bei Anwendung der Schweißtechnik . . 227
L i t e r a t u r : Quellen über das Schweißen im S ta h lb au ...22S 21. A b s c h n i t t : Anordnungen von Gelenken in den Tragkonstruktionen. Dehnungsfugen . . . . 230
III. W irtschaftliche Gesichtspunkte. 22. A b s c h n i t t : W irtschaftlichkeit der Stahlskelettbauten. Verbesserungsvorschläge... 231
r. A llgem ein es...231
2. Größte wirtschaftliche Höhe von H o ch h äu sern ... 235
3. Erforderliche Stahlm engcn im S t a h ls k e le ttb a u ... 236
IV. Fundam ente und Um fassungsmauern. 23. A b s c h n i t t : Ausbildung und Herstellung der G rü n d u n g en ... 237
j. Gründungsmethoden für S ta h ls k e le ttb a u te n ...237
2. Aussteifung der B a u g r u b e ...240
3. Am erikanische Gründungsmethoden bei H o ch h ä u sern ...241
4. Berechnung der Längskräfte in Kellergeschoß-Unterzügen infolge des Krddrucks der Um fassungsmauern ... 245
5. Ausbildung der Um fassungswände in den K e lle rg e s c h o s s e n ...250
6. Isolierung der F u n d am en te...252
7. Bauten in Senkungsgebieten des B e r g b a u e s ...253
V. Turm -, Hochhäuser und W olkenkratzer. 24. A b s c h n i t t : Allgemeines. Statische und konstruktive Maßnahmen. Windverteilung. Ausfüh rungen ...255
1. Allgem eine B em erkungen ... 255
2. Einfluß der großen Geschoßzahl auf die statischen und konstruktiven Maßnahmen . . . . 259
3. V erteilung der W indw irkung bei T u rm h ä u se rn ...260
4. Europäische Ausführungen von H och häu sern...264
a) Europahaus in Leipzig S. 264. — b) Haus Grenzw acht Aachen (Lochncrhaus) S. 265. — c) Verwaltungsgebäude der Sozialversichcring in Paris S. 267. — d) Geschäftshaus Bam berger in Brem en S. 26S. — e) Geschäftshaus Vesterport in Kopenhagen S. 269. -— f) Hochhaus Faberverlag in M agdeburg S. 269. — g) Hochhaus W ähringerstraße in W ien S. 270. — h) Geschäftshaus T . & A . B a tä in Brünn S. 273. — i) Hochhaus der Allgem einen B an k vereinigung in Antwerpen S. 274. 5. Amerikanische Hochhäuser (W o lk e n k r a tz e r )...27(1 a) Chrysler-Building in New Y o rk S. 278. — b) Lincoln Building in N ew Y o rk S. 279. — c) M anhattan Comp. Building in N ew Y o rk S. 279. — d) Em pire State B uilding in New V ork S. 282. VI. Schluß. 25. A b s c h n i t t : Erzielbare Vervollkomm nung im Stahlskelettbau... 283
L i t e r a t u r ü b e r a u s g e f ü h r t e S t a h l s k e l e t t b a u t e n ... 284
V III Inhaltsverzeichnis.
I. E n tw u r f der Stahlskelettbauten.
i. A b s c h n it t .
A llgem eine Gesichtspunkte. Belastungen und Profile des Stahlskelettbaues.
i. Allgem eine Bedeutung des Stahlskelettbaues. Seine Vorteile.
Unter einem S t a h ls k e l e t t b a u im engeren Sinne versteht man eine Konstruktion von Stützen, Unterzügen und Deckenträgern in S t a h l, die das tragende Gerippe eines meist mehrgeschossigen Hochbaues darstellt, in welchen dann Wände und Decken mit Zuhilfenahme anderer Baustoffe eingebaut werden. Natürlich können auch andere rahmcn- oder konsolartige Konstruktionen hierbei Anwendung finden, um große Säle, Kinos, The
ater usw. aufzunehmen. Im weiteren Sinne sind aber alle Bauten als Stahlskelettbauten anzusprechen, die nicht nur reine Geschoßbauten sind, sondern wobei manche Teile, bei
spielsweise Außen- oder Hauptzwischenwände, eine Auskleidung erfahren, andere Teile jedoch unverkleidet bleiben. Ein großer Teil der Industriebauten gehört dann hierher.
Der Beginn dieser speziellen Bauweise reicht in Europa nur wenige Jahre zurück, während sie in Amerika schon lange Zeit (Chicago 1883) besonders bei hohen Gebäuden und sogenannten Wolkenkratzern üblich ist. Während dieser Zeit haben diese Bauten dort schon einen einheitlichen, gut ausgeprägten, fast standardisierten Typus erhalten, der gewiß im Wesen ein Vorbild der neuen europäischen Bauten dieser Art geworden ist, sich aber bei uns in mancher Hinsicht von amerikanischen Ausführungen unterscheidet.
In Amerika war man infolge der steigenden Grundpreise in großen Städten, nament
lich in den Zentren, genötigt, auf verhältnismäßig kleiner Grundrißfläche in die Höhe zu bauen und die Zahl der Geschosse immer größer werden zu lassen. Heute ist man schon bei 300 m Gesamthöhe des Gebäudes angelangt. Die notwendige Rentabilität der Gebäude erzwang diese Bauweise.
Ganz ähnlich, wenn auch noch nicht so scharf ausgeprägt, liegt der Fall in den großen Städten Europas. Selbst bei einer bescheidenen Anzahl von Geschossen kann man nicht mehr tragende Außenmauern verwenden, da sie unten schon zu starke Abmessungen er
halten würden. Dadurch und infolge des wesentlich größeren Platzbedarfes für die Mittel
stützen wird in den unteren Geschossen der Nutzraum verkleinert, die Lichtverhältnisse werden verschlechtert. Die Herstellungskosten würden dann erheblich steigen. Anderer
seits erfordern solche Herstellungen größere Lagerplätze für das zu verarbeitende Bau
material, die nicht immer in den verkehrsreichen Straßen vorhanden sind. Solche Aus
führungen sind also unwirtschaftlich und bei einem Baugrund von geringer Tragfähigkeit unmöglich.
Man mußte also zum Skelettbau übergehen, dessen Einzelteile eben eine größere Trag kraft haben als Ziegelmauern und -pfeiler, und Eisenbeton oder Stahl verwenden. Die Ausmauerung der durch das Gerippe entstehenden Felder wurde vorerst mittels gewöhn
licher Ziegel vorgenommen. Wollte man die Stützenfußlasten noch mehr vermindern, mußten Leichtbaustoffe als Füllmauerwerk verwendet werden.
Hawranek, Der Stahlskelettbau. I
2 E n tw u rf d er S ta h lsk e le ttb a u te n .
Die Decken der einzelnen Geschosse haben im allgemeinen häufig die gleichen bzw.
vorgeschriebenen Lasten zu tragen, während die Säulen die von jedem Geschoß herrüh
renden Lasten neu zu übernehmen haben. In den Säulen liegt also vornehmlich die Not
wendigkeit, die nach unten zunehmenden Lasten in einem verhältnismäßig kleinen Quer
schnitt zu übertragen. Dies ist natürlich bei einer Ausführung in Stahl oder hochwertigem Baustahl (St 48, St 52, Si St) viel leichter möglich als in Eisenbeton, da hierbei gedrunge
nere Querschnitte erzielbar sind.
Mit Rücksicht auf die Feuersicherheit solcher Bauten ist eine Ummantelung der tra
genden Teile erforderlich, die jedoch bei zweckmäßiger Ausführung die vorhandenen Stahl
querschnitte nicht wesentlich vergrößern, so daß ein großer Gewinn an Nutzfläche in den einzelnen Räumen erzielt werden kann. Viele solche Bauten lassen deshalb infolge der Schlankheit der Säulen den Stahlbau gegenüber Ausführungen in Eisenbeton sofort äußer
lich erkennen.
Mit dem Stahlbau Hand in Hand geht die rasche Herstellung solcher Bauten, da die einzelnen Teile in der W erkstätte verlegreif angearbeitet werden können, die Erzeugung somit unabhängig von der Baustelle erfolgen kann und die Montage sich auf die A uf
stellung und Herstellung der Verbindungen beschränkt. In manchen Fällen war die Or
ganisation so weit gedeihen, daß die einzubauenden Teile erst in dem Zeitpunkte zugeführt worden sind, als sie schon gebraucht wurden, eine Lagerung an der Baustelle daher nicht notwendig war.
Ein wesentlicher Vorteil der Stahlskelettbauweise ist die Möglichkeit, sofort nach Fertig
stellung eines Geschosses die Ausmauerung beginnen zu können, was natürlich nur bei einem gut abgestimmten Zusammenklang der Planverfassung für die Ummantelung und Wandausfüllung erreichbar ist. Vielfach konnten bei richtiger Arbeitsanordnung Decken
konstruktionen und Installationen unter dem Schutze einer früher fertiggestellten Decke in einem oberen Geschosse ausgeführt werden. Oft genügte eine kleine Phasenverschiebung der Arbeiten, den gleichen Vorteil zu erreichen.
Durch geeignete Maßnahmen lassen sich bei einem Stahlskelettbau auch alle sonstigen Forderungen, die an ein Gebäude gestellt werden (Isolierung, Schalldichtheit, zweckmäßiger Wärmedurchgang) erzielen.
Die Möglichkeit einer raschen Bauhcrstellung und an verschiedenen Stellen mit der Ausmauerung zu beginnen, hat dem Stahlskelettbau auch den Wohnhausbau erschlossen.
Dabei sind, was die Fertigstellungszeit betrifft, wahre Rekorde aufgestellt worden. So war es möglich, in Berlin ein zweistöckiges Wohnhaus in 214 Monaten fertigzustellen, was bei der Linderung der Wohnungsnot eine große Rolle spielte.
Aber selbst große Bauten, die in Eisenbetonbauweise unbedingt eine Überwinterung nötig gehabt hätten, sind samt innerer Einrichtung in Stahlbauweise in einer Bausaison fertiggestellt worden.
W ie sehr sich diese Stahlbauweise eingebürgert hat, kann man aus der Tatsache ersehen, daß in San Francisco im Jahre 1927 3 6% , in Philadelphia 29% aller Häuser in Stahl gebaut worden sind; nicht nur wegen der W irtschaftlichkeit, sondern wegen des Zeit- und Interkalargewinnes. Dieser Zeitgewinn erreichte in Amerika und England 60 bis 70 % .
Bei solchen Bauten ist es auch möglich, mit einer geringeren Arbeiterzahl auszukommen als bei anderen Bauweisen, da ein großer Teil der Arbeiten mit Arbeitsmaschinen be
wältigt wird. Hierdurch werden nicht nur die Kosten für Regie, Aufsicht, soziale Abgaben und für Versicherungen herabgemindert, sondern auch die Frachtkosten per Bahn und zur Baustelle, da weniger Material einzubauen ist.
Einen weiteren Vorteil bietet die Stahlskelettbauweise wegen der Möglichkeit, leicht einen Umbau zu vollziehen, zum mindesten leichter als beim Eisenbetonbau. In großen Städten, zum Beispiel in Berlin mit dem großen jüngsten Aufschwung, hat es sich wieder
holt gezeigt, daß der Verwendungszweck eines Gebäudes selbst in nicht allzu langer Zeit sich geändert hat. Der Stahlbau ist dann ein anpassungsfähiger Organismus. In Amerika
Allgem eine B edeutung des S tahlskelettbaues. Seine V orteile. 3
wurden Theater in Speicher, Geschäfts-, Ausstellungs- und Warenhausbauten umgewandelt, Hotels in Bürohäuser, um bessere Verzinsungen zu erzielen. Vergnügungsstätten mit großer Aufmachung verlieren mit der Zeit die frühere Anziehungskraft und müssen eine andere Zweckbestimmung erfahren. Bei Banken war oft der Einbau von großen Schalterhallen im Erdgeschoß notwendig geworden. Noch häufiger erfolgte der Einbau von Kinos in be
stehende Gebäude (Gloria-Palast, Haus Vaterland, Berlin und viele andere). Aber selbst kleinere Umbauten in Industriebauten, die durch Änderung der Betriebseinrichtung, durch Anschaffung neuer Maschinen oder anderer Betriebsgeräte notwendig sind, lassen sich im Stahlbau mit Leichtigkeit durchführen.
Es wurden ganze Decken gehoben, Zwischenwände beseitigt, vielfach ohne Störung des Betriebes, und manchmal ganze Gebäude verschoben.
Vielfach lassen sich auch sonst Einbauten in Stahl mit geringeren Bauhöhen ausbilden, als dies im Eisenbeton möglich ist. Kinobauten mit großen Rahmenkonstruktionen beweisen dies.
Man hat aber leider diese angenehme Eigenschaft der Stahlbauten ausgenützt und während des Entwurfes und sogar während der Ausführung oft durchgreifende Änderungen verlangt, die die Bauzeit unliebsam verlängert haben, die aber in einer anderen Bauweise nur außerordentlich schwierig gewesen wären.
Einen großen Vorzug besitzt diese Stahlbauwcise darin, daß es sich um einen Baustoff handelt, der hinsichtlich der Festigkeit und auch sonst unveränderlich und gleichartig ist, der genau prüfbare Eigenschaften besitzt, bei Festlegung der zulässigen Inanspruch
nahme und richtiger Berechnung eine ganz bestimmte Sicherheit hat, über die man völlig im klaren ist. Dies ist leider beim Eisenbetonbau nicht der Fall. Das bezeugen die Einstürze solcher Bauten oft katastrophaler Art, wo manchmal Festigkeiten des Betons vorliegen, die weit unter der rechnungsmäßig angenommenen liegen, weil viel zu viel Faktoren (Zu
schlagstoffe, verschiedene Zementeigenschaften, Mischungsverhältnis, Wassermenge, Frost
wirkung, Herstellungsweise, Schalungszeit), die nicht bei der Herstellung so kontrollierbar sind wie bei der Stahlerzeugung, dabei mitspielen. Es gibt natürlich auch sehr gute Aus
führungen im Eisenbeton.
Schon die Kräfte übertragen sich im Stahlgerippe klar. Sie sind also genau bestimm
bar, während der monolithische Charakter des Eisenbetons das Kräftespiel wohl teilweise verschleiert, dieses also nicht so genau erfaßbar ist.
Die Anarbeitung der Stahlbauten im Werk ist mit qualifizierten Arbeitern durchführ
bar, wobei jeder Fehler genau feststellbar ist. Oft jahrelange Erfahrungen solcher Arbeiter bieten eine Gewähr für stets sorgfältige Arbeit. Jedes Stück ist prüfbar, bevor es aus der W erkstätte herauskommt, ebenso wie der verwendete Baustoff. Weil der größte Teil der Arbeit in die W erkstatt verlegt ist, wird die Kontrolle erleichtert, die Aufstellungs
und Restarbeiten sind mit einer geringen Anzahl von Arbeitern, und zwar wiederum ge
schulten, ausführbar. Es werden also die fluktuierenden Elemente von Saisonarbeitern gänzlich ausgeschaltet.
Die Normierung von Trägeranschlüssen, Abstützungen, der Stützenfuß- und Kopfausbil
dung, der Stöße und Bindeblechanordnung macht die Planung und Anarbeitung übersicht
lich und trägt zur Verkürzung von Fristen bei.
Die Aufstellung solcher Bauten ist von der W itterung — man kann sagen — unab
hängig. Es wurden beispielsweise in dem strengen Winter 1928/29 Stahlbauten sogar bei
— 20° C in großen Höhen montiert. Es sind dann also gegen Ende der Bausaison hier keine Arbeitsunterbrechungen nötig.
Die Einhaltung der Termine ist für Stahlbauten leichter, weil jedes Werk mit dem ständigen Stock an Arbeitern und Maschinen genau rechnen kann.
Teure und langwierige Stemmarbeiten in Wänden und Decken für die Verlegung und Umlegung von Rohrleitungen fallen hier weg.
Nicht vergessen darf man die Ersparnisse in den Fundamenten, da die Säulenfußdrücke im Stahlbau schon bei siebengeschossigen Bauten um ca. 10 bis 14% kleiner werden als
4 E n tw u rf der S ta h lsk elettb au ten .
bei Eisenbetonbauten gleicher Art, und außerdem der Entfall der Absprießung der Decken
schalungen, die einfach auf die Stahlträger aufgehängt werden, Ersparnisse bringt.
Was den fertigen Bau betrifft, so wäre noch hinzuzufügen, daß ein Stahlskelett für ungleiche Setzungen von Fundamenten viel weniger empfindlich ist, daher auch für Bauten in Bergbaugebieten vorteilhaft ist und eine viel geringere Hellhörigkeit besitzt als Eisen
betonbauten.
2. Anw endung des Stahlskelettbaues.
Uber die zweckmäßige W ahl des Baustoffes für das Gerippe wird in den Abschnitten 19 und 22 Näheres gesagt.
Es muß aber auch unterschieden werden, ob sich für einen Verwendungszweck des Gebäudes beide Bauweisen, Stahl oder Eisenbeton, eignen, wo dann die W irtschaftlich
keit im allgemeinen entscheiden wird, oder ob die Zweckbestimmung des Baues Eisenbeton von vornherein ausschließt.
Bei dieser Entscheidung hinsichtlich der W irtschaftlichkeit ist natürlich objektiv vor
zugehen; die Vorteile sind für beide Bauweisen, wenn sie in Betracht kommen, ab
zuwägen.
In holzreichen Gegenden und bei niedrigen Zement- und Baustoffpreisen können Eisen
betonskelette manchmal billiger sein. In Industriezentren, in Städten und Gebieten mit teurem Holz, Zement und mit hohen Löhnen wird im allgemeinen der Stahlbau w irt
schaftliche Vorteile bieten, wie sich dies nicht nur in Amerika, sondern auch in Europa zeigt.
Um einen Stahlbau und seine Eigenschaften richtig werten zu können, darf man nicht nur die Kosten allein heranziehen. Kostenüberschreitungen sind ja wegen des fixen Ein
heitspreises im Gegensatz zur anderen Bauweise nicht gut möglich. Es müssen also auch alle anderen Vorteile des Stahlbaues dabei eingeschätzt werden, die bei einem rein ziffern
mäßigen Vergleich zwischen beiden Bauweisen nicht zur Geltung kommen. Auch die Vor
teilswerte, die sich während der ganzen Lebensdauer des Gebäudes auswirken, die man also kapitalisieren müßte, gehören hierzu.
Man muß vor allem den effektiven Gewinn an Grundrißfläche in Rechnung ziehen, der sich mit zunehmender Gebäudehöhe vergrößert, die Möglichkeit, wegen der geringen Deckenbauhöhe das Stahlgebäude bei gleicher Stockwerkzahl niedriger zu halten als im Eisenbetonbau, die Qualitätsarbeit berücksichtigen, die gewiß etwas geringeren Fundie
rungskosten und die Raschheit der Herstellung, die sich in Amerika, England und Deutsch
land in Geld auswirkt, was gern übersehen wird. Natürlich muß dabei alles bei der Aus
führung klappen.
Auch die leichte Möglichkeit von Änderungen muß eingeschätzt werden bei Bauten, wo dies zu erwarten ist.
Außerdem muß noch manches Vorurteil beseitigt werden. Heute ist ein Stahlbau ebenso sicher wie ein Eisenbetonbau, und was in Amerika schon längst im Laufe der Zeit an Erfahrungen in diesen Punkten gesammelt wurde, soll bei uns nicht erst zum Durch
machen der gleichen Stadien zwingen, sondern wir sollen die dort gemachten Erfahrungen studieren und, soweit sie unseren Verhältnissen entsprechen, übernehmen. W ir würden, wenn wir dies nicht tun, nur Zeit und Geld verlieren, um zum gleichen Ergebnis zu ge
langen.
Die Anwendungsmöglichkeiten des Stahlskelettbaues sind mannigfach, wie bisherige Ausführungen beweisen. Der Stahlbau hat sich vor allem im Büro-, Geschäftshausbau, bei Bankgebäuden besonders eingebürgert. Ein anderes Anwendungsgebiet liegt in Elek
trizitäts-Wirtschaftsbauten, für welche Kesselhäuser, Umspann-Schaltwerkbauten aus
geführt worden sind.
Es finden sich aber in letzter Zeit auch Ausführungen von Schulen, Hotels in der Stahl
bauweise vor.
A nw endung des S tahlskelettbaues. 5
Sonst wurden Lager-, Kühlhäuser und für industrielle Zwecke Schuhfabriken, Brot
bäckereien, Zuckerfabriken, Spiritusraffinerien, Erzeugungsstätten für Manufakturwaren, dann Druckereien, Garagen und Gebäude für die Schwerindustrie in Stahl gebaut.
Abb. i . Schaltwerk-Hochhaus der Siemcns-Schuckertwerke in Berlin-Sicmensstadt. Ansicht von Nordosten.
A rch .rD ir. Hans Hertlein, Berlin (Hertlein, H .: ,,Der Industriebau“ 1929)*
Ein ganz besonderes Anwendungsgebiet liegt im Neubau sowie im Einbau von Kinos, von Vergnügungsstätten, dann von Museen, Ausstellungsbauten, Krankenhäusern, Sana
torien und Kirchen.
Abb. 2. Warenhaus Wertheim in Breslau. Arch.: Prof. Dernburg. Ausführung des Stahlskelettes: Carlshütte A . G., Waldenburg-Alt Wasser i. Schl.
Diese Aufzählung der verschiedenen Arten von Bauten aus Stahl könnte noch weiter fortgesetzt werden, immer werden neue Anwendungsmöglichkeiten erschlossen, die diese entwicklungsfähige Bauweise mit sich bringt.
Die Ausführung in Stahl empfiehlt sich nicht bei Bauten der Textilindustrie, wie bei Webereien, Spinnereien, Färbereien, wiewohl es auch solche Bauten aus Stahl gibt. Dies gilt namentlich für mehrstöckige Bauten wegen der allzu leichten Entzündlichkeit der Woll- vorräte und der besonders raschen Ausbreitungsmöglichkeit eines Brandes, und bei Färbe
reien wegen der abwechselnden Trockenheit und Durchfeuchtung der Wände, die auf die
Ummantelung des Gerippes von schädlicher Wirkung sein kann, außer man umhüllt das Tragwerk mit Beton.
Zahlreiche und häufig vorkommende Brände in Fabriken großer Textilindustriebezirke,
6 E n tw u rf d er S tah lsk elettb au ten .
Abb. 3. Warenhaus Wertheim, Breslau. Aufstellung des Stahlgerüstes. Außenrüstung. Ausführung: CarJshüttc A .G ., Waldenburg-Altwasser i. Schl.
wie in Brünn, rechtfertigen diese Stellungnahme, wenn auch gerade in Brünn kein ein
ziger Textilfabrikbau in Stahl ausgeführt ist, aber an die ungestüm verheerende Wirkung solcher Brände gedacht wird.
Abb. 4. Hochhaus der Berg- und Hüttenwerksges., Prag. Seitenansicht vor der Fertigstellung. Entwurf des Stahlskelettes:
Prof. Dr.-Ing. A . Hawranek. Arch.: J. Rziha. Ausführung: Brückenbauanstalt Karlshütte bei Friedek.
In Erdbebengebieten haben sich Stahlskelettbauten außerordentlich gut bewährt, wie die Berichte über Erdbebenkatastrophen in San Francisco, Tokio, Santa Barbara hervorheben.
Nun sollen einige Bauten vorerst im Bilde gezeigt werden.
A nw endung des Stahlskelettbaues.
Abb. i zeigt das S c h a l t w e r k h o c h h a u s d e r S ie m e n s - S c h u k - k e r t w e r k e in B e r lin - S ie m e n s s t a d t ; der Entwurf stammt vom Architekten H a n s H e r t le in . Es ist ein 175 m langer und 16 m breiter Bau, der die Treppenhäuser und Ne
benräumlichkeiten in vier angebauten Turmvorbauten, zwei vorne, zwei hin
ten, enthält. Der Bau ist elfgeschossig, hat eine Gesamthöhe von 45 m und zeigt eine einfache, wuchtige, aber schön abgestimmte Gliederung1.
Als Beispiel eines Geschäftshauses sei das W a r e n h a u s W e r th e im in B r e s la u vorgeführt (Abb. 2). Es ist ein Bau mit 7 Obergeschossen und hat etwa 72,5 m vordere Frontlänge, eine einseitige schiefe Nebenfront von ca. 72 m und die andere von 60 m Länge. Bemerkenswert außer anderem sind die großen Stützenent
fernungen von 9,2 m (auch 13,8 m in der Mitte). Die beiden oberen Ge
schosse sind abgesetzt2. Der Entwurf stammt vom Architekten Professor D e r n b u r g , jener der Konstruktion Verwendet wurden
3500 t Stahl. Die Ausführung des Ske
lettbaues rührt von der C a r ls h ü t t e A. G., Waldenburg- Altwasser, her. Die ruhige und doch mo
numentale Wirkung des Baues ist durch die sichtliche Über
einstimmung der großen zusammen
hängenden Räume im Innern und die gleichartige einheit
liche Fensterteilung bei Betonung der
Abb. 5. Kaufbaus Schocken in Chemnitz. Arch. Dipl.-Ing. Erich Mendel
sohn, Berlin. (Nach „D er Querschnitt“ 1929.)
von Geh. Baurat Dr. E. G. F r ie d r ic h , Berlin.
waagerechten Linie
Abb. 6. Krankenhaus der Kinderstation in Danzig. Ausführung: J. Gollnow & Sohn, Stettin.
erzielt worden.
Die Abb. 3 gibt
ein Bild der Seitenfront während der Montage, die bis zum 5. Obergeschoß gediehen ist.
In Abb. 4 ist ein Beispiel eines Bürohauses gezeigt. Es ist das Palais der B e r g - und 1 H e r t l e i n , H .: Industriebau 1929, S. 42.
2 D r. F r i e d r i c h , E . G .: Das neue W arenhaus W ertheim in Breslau. Stahlbau 1930, S. 113.
8 E n tw u rf der S tah lsk elettb au ten .
H ü t t e n w e r k s g e s e lls c h a f t in P r a g , mit etwa 65 m Hauptfrontlänge und zwei Seiten
fronten von 37 m.
Es hat 3 Unterge
schosse, 8 Oberge
schosse und einen weiteren kleinen 9. Geschoßaufbau.
Der Entwurf stammt vom Architekten I. R z ih a , der De
tailentwurf der Stahlkonstruktion vom Verfasser die- sesBuches. DieAus- führung besorgte die Brückenbauanstalt K a r l s h ü t t e in Lis- kovec bei Friedek.
Das 7. und 8. Ober
geschoß ist gegen die Hauptfront zu
rückspringend. Der
Abb. 7. Kaufhaus „T extilia“ in Mähr. Ostrau. Montagebild. Ausführung: Eisenwerk W itkowitz. Entwurf der Stahl- konstruktion war schwierig, da beide Nebenfronten unter schiefem Winkel verlaufen, eine starke Ausrundung einer Ecke nach einem Korb
bogen und zwei Risalite zu be
rücksichtigenwaren, außervie- len anderen Schwierigkeiten im Innern. Die Wirkung der archi
tektonischen Gestaltung ist einfach und ruhig.
Ein weiterer Kaufhaus
typus ist in Abb. 5 wiederge
geben. Es stellt das architek
tonische Bild des K a u f h a u ses S c h o c k e n in Chemnitz vom Architekten E r ic h M en d e ls o h n dar mit der archi
tektonischen Betonung der durchlaufenden Fensterbänder undder vorspringenden Haupt
front. Die Abbildung ist der Zeitschrift „Der Querschnitt"
1929 entnommen.
Ein Beispiel eines einfachen dreistöckigen Krankenhauses ist in Abb. 6 wiedergegeben, das die Kinderstation in Danzig vorführt. Das Stahlskelett des Gebäudes ist von der Firma
Abb. S. Europahaus in Leipzig. Architekt O. P. Burghardt, Leipzig. Ausführung des y p 11 o
Stahlskelettes: Vereinigte Hüttenwerke Burbach-Eich-Düdelingen. J * a jO H I I OvY i x o O n n 111 D I L L -
W esentliche G esichtspunkte der P lan u n g von S tah lsk elettb au ten . 9
tin entworfen und ausgeführt und soll hier die Anordnung des Stahls im gewöhnlichen Hausbau zeigen.
Um einen Stahlskelettbau vorzuführen, der zwischen zwei Nachbargebäuden errichtet ist, wird das Montagebild des T e x t i l ia - K a u f h a u s e s in M ä h r.-O stra u gebracht (Abb. 7).
Die Ausführung wurde der Brückenbauanstalt des E is e n w e r k e s W it k o w it z übertragen.
Als Baustoff wurde Siliziumstahl verwendet.
Endlich sei noch als Typus ein Turmhaus vorgeführt. Abb. 8 veranschaulicht das E u r o p a h a u s in L e ip z ig während der Montage.
3. W esentliche Gesichtspunkte der Planung von Stahlskelettbauten.
Der Stahlskelettbau ist eine neuzeitliche Schöpfung der Ingenieure, der mit der neuen Veränderung unseres ganzen Bauschaffens innig verknüpft ist. Die W irtschaftlichkeit tritt besonders in den Vordergrund und das organisatorische Moment muß dessen Planung begleiten. Struktur und Gliederung der Bauten muß straff sein im Sinne der wirtschaft
lich-technisch organisierten Zeit. Wenn auch die Freiheit im Entwurf nicht geschmälert werden soll, eingeengt ist sie gewiß durch die Forderungen der strengen Zeit, die langsam, wenigstens beim Wohnhausbau, die Sericnherstcllung nach ordentlich durchdachten Typen verlangt. Gute Gliederung, edle Maßverhältnisse und einheitliche W irkung von außen werden die Forderungen des Tages sein und diese stellen bei der Vereinfachung der Mittel größere Anforderungen an den Entwurf als früher, wo oft schrankenlose Phantasie und künstlerisches Ausleben Entwürfe von erschreckender Überladenheit gezeitigt haben. Der Hast und Unruhe im täglichen Leben muß die Ruhe der Bauformen gegenübergestellt werden, um den inneren Ausgleich der durch die Arbeit aufgewühlten Menschen wenig
stens einigermaßen zu erzielen.
Der Architekt muß also, wo er an solchen Bauten mitarbeitet, den individuellen Schaffensdrang stark beschneiden und sich in der Gemeinsamarbeit, heute wenigstens, dem Ingenieur unterordnen, denn es gilt nicht, einer Teilarbeit den Stempel aufzudrücken, sondern ein einheitliches W erk zu schaffen.
Viele Architekten, und zwar oft sehr bedeutende, haben es verstanden, sich in diese neuen Forderungen bei solchen Bauten einzulebcn, andere jedoch leider nicht. Der Archi
tekt muß bei erwünschter Zusammenarbeit seine Tätigkeit auf die Verfeinerung der Ge
samtgestaltung, auf die Verbesserung der Grundrisse, der Raumanordnung verlegen; das Zweckmäßige und Konstruktive ist Sache des Ingenieurs.
Der Architekt muß in diese Bauweise völlig eingedrungen sein, sonst ergeben sich, wenn dieser die Bauführung hat, oft sehr große Überraschungen. Dies gilt besonders dann, wenn die Stahlkonstruktion nicht nur aus einfachen Trägerlagen besteht, sondern wo Rahmen, Konsolträger, Gelenkträger, durchlaufende Träger, exzentrisch beanspruchte Säulen Vor
kommen, deren statisches Wirken im einzelnen und im gesamten den am Bau entscheiden
den Faktoren genau bekannt sein muß.
Verfaßt ein Architekt den gesamten generellen Plan, so soll gleich vom Beginn der Entwurfsarbeiten ein Ingenieur herangezogen werden; letzterer hat vom konstruktiven Standpunkt alles genau zu erwägen, sonst kommt es vor, daß etwa Hoffassaden wände auf Konsolen gelagert werden müssen, weil keine Ecksäulen wegen durchlaufender Licht
bänder zugclassen werden, oder die schwersten Kassenschränke im obersten Geschoß unter
gebracht werden sollen.
Bei bestimmten Säulenentfernungen und Geschoßtiefen wird der Ingenieur allein über die Bauhöhe der Decken Auskunft geben können und der Architekt wird dann nicht mehr zu geringe Deckenstärken in den Plänen annehmen.
Wo Abfangungen größerer Lasten durch starke Unterzüge oder Rahmen erforderlich werden, wird der Ingenieur allein die notwendigen Bauhöhen oder die A rt der oft sehr verwickelten Lösung angeben können, wenn ein bestimmter Baugedanke verfolgt wird und durchgeführt werden soll.
10 E n tw u rf der S tah lsk elettb au ten .
Nachträgliche Änderungen lassen sich manchmal schwer konstruktiv lösen, weil dann oft neue Konstruktionsglieder eingebaut werden müssen an Stellen, die der Architekt frei von solchen haben will, und die Berücksichtigung dieses Wunsches dann Änderungen in den Säulen- und Unterzuglasten bringen, die zu nachträglichen Verstärkungen führen.
Oder es sollen nachträglich Straßen- oder Hoferker angebracht werden, was die be
stehenden Trägeranordnungen nur durch sehr komplizierte Zusatzkoustruktionen zulassen, oder wo bestehende Wandträger herausgeschnitten werden müssen oder es muß eine ganze Treppenkonstruktion außen angehängt werden. Es sind hier nur einige Fälle genannt, alle sind aber tatsächlich vorgekommen.
Wie man also sieht, muß der ganze Entwurf völlig ausgereift sein, bevor an die Aus
führung geschritten wird.
Arbeitet der Ingenieur den Entwurf aus, so soll er gleichfalls, wenn dies überhaupt der Fall sein muß, den Architekten rechtzeitig heranziehen; es kann da eine später ge
wünschte kleine Abänderung des Architekten eine ganze statische Berechnung und die Konstruktion umwerfen.
Bei Ausführungen des reinen Ingenieurzweckbaues wird es meist möglich sein, ohne Architekten auszukommen.
Für den generellen Entwurf muß im Stahlskelettbau über nachstehende Einzelheiten der Ausführungsart vor Beginn der Entwurfsarbeit entschieden sein:
1. Die A rt der zu verwendenden D eekenkonstruktion im D etail, die A rt der Deckensteine, auch die Ausführungsweise der ebenen Untersicht und das Gewicht der gewählten Bauweise.
2. Die genaue A rt der Ausführung der Dachdecke sam t Isolierung, eventuelle Abdeckung (Stein
fliesen, Estrich, Beton). Ihre Gesamtbauhöhe und das Gewicht.
3. Die A rt der Um hüllung aller Träger und Unterzüge, um sie feuersicher zu machen, und zwar für leichte Träger, als auch für starke Unterzüge.
4. Die A rt der Ausbildung der Fensterüberlagen in den Fassaden.
5. Die A rt und Ausführungsweise der Um m antelung der Säulen, das hierbei zu verwendende M a
terial, dessen spezifisches Gewicht, die Fugenstärken.
6. Der für die W ände zu verwendende Baustoff, die anzuwendenden W andstärken und die prin
zipielle Entscheidung, wenn mehrere verschiedenartige Ziegel oder Steine verw endet werden sollen, welche W andausbildungen in den einzelnen F ällen vorgesehen sind.
7. Die Bauweise der Fensterparapete, ihre Stärke, Isolierungsmaßnahmen.
8. Die Fenster- und T ü rtypen und die A rt ihres Einbaues oder ihrer Befestigung an das Stah l
gerippe.
9. Die Bauhöhe der K ästen für Rolladen der Geschäftsauslagen und ihre Höhenlage.
10. Prinzipielles über die Führung von Leitungen (Wasserleitungsrohre, Heizrohre, Lichtkabel, E n t
wässerungsrohre) in Decken, W änden und Säulen, sowie die notwendigen Abmessungen der erforder
lichen Schlitze und ihre Lage.
11. Die Entscheidung über die Verkleidung von Fassaden m it Steinplatten, ihre A ufstützung und Gewichte.
12. Die Ausführungsweise von Treppenanlagen (Stein, Beton, Eisen).
13. D ie Belastungen durch die Aufzüge und Ausführungsweise der einschließenden W ände.
14. Sonstige Anordnungen, soweit sie das G ew icht und die Befestigungsweise an dem Stahlgerippe betreffen.
Liegen diese grundsätzlichen Entscheidungen vor, so wird es möglich sein, alle Träger in die richtige Höhenlage zu versetzen und Säulen zweckmäßig auszubilden. Planände
rungen werden dann nicht notwendig werden, die hauptsächlich Zeitverluste bringen und eine rasche Ausführung solcher Bauten verzögern können, wodurch einer der Vorteilendes Stahlskeletthauses verlorengeht.
Im besonderen soll eine größere Belastung des Gerippes beim Baue vermieden werden, als der Rechnung zugrunde gelegt wurde, damit nicht nachträglich schwere und kostspielig durchzuführende Verstärkungen angebracht werden müssen.
Für die Planverfassung ist eine genaue geodätische Aufnahme des Bauplatzes erforder
lich, ganz besonders wenn es sich um verwickelte Grundrisse handelt, bei Eckhäusern oder Gebäuden, deren Fassaden Ausrundungen erhalten sollen. Diese Aufnahmen sollen vor Baubeginn bereits durchgeführt sein, damit nicht etwa durchgeführte Bolzungen eine
W esentliche G esichtspunkte d er P la n u n g von S tah lsk elettb au ten . 11
genaue Vermessung namentlich beim Nachbargrund vereiteln oder Teile des Bauplatzes unzugänglich werden. Jedenfalls sollen außerdem noch Kontrollmessungen für den Ent
werfer des Stahlbaues leicht möglich werden, die nicht nur die Längen, sondern auch die Winkel umfassen müssen.
In diesen Vermessungsplan muß auch die genaue Baulinie eingetragen sein. Bei schiefen Winkeln sind die Angaben auf Sekunden erforderlich und bei Ausrundungen in den Fassaden die Angaben über die Halbmesser und genaue Lage der Mittelpunkte der einzelnen Bogenabschnitte mittels Koordinaten.
Schließlich ist ein Nivellement mindestens längs der ganzen Front durchzuführen und Längenprofile für etwaige Passagen, die in großen Gebäuden nicht immer horizontal durch
geführt werden können. Ist der Niveauausgleich bei Passagen durch Stufen auszugleichen, so muß vorher festliegen, wo dieser Höhcnausgleich vorgenommen werden soll. Stufen mitten in Passagen sind nicht angenehm.
Auch die lichte einzuhaltende Breite solcher Passagen muß festliegen. Es ist jeden
falls zweckmäßig, das ganze Gebäude einheitlich in Stahl, auch in den Untergeschossen, durchzuführen. Nur für die Überwindung des seitlichen Erddruckes längs der Fassaden und der Nachbargrenzen sowie für die Fundamente ist Eisenbeton zu verwenden.
Viel unangenehmer und schwieriger ist der Entwurf und die Ausführung, wenn die Untergeschosse in Eisenbeton und erst der darüberliegende Hauptteil in Stahl ausgeführt werden soll.
Man soll von solchen Lösungen Abstand nehmen, da einmal die Einheitlichkeit der Bauweise und auch manche Vorteile des Stahlbaues verlorengehen und dann Schwierig
keiten bei der Säulenlagerung auftreten. Auf die Verankerungseisen der Stahlsäulen muß dann schon bei der Eisenbetonkonstruktion Rücksicht genommen werden; dort ist nicht immer Platz vorhanden, über den Eisenbetonstützen häufen sich die Unterzugeisen gerade an jenen Stellen, wo die Eisensäulen aufsitzen und eventuell verankert werden sollen,
Die Füße der Stahlsäulen können dann nicht gut verankert und verbreitert werden, weil sonst die Ummantelung im Erdgeschoß zu viel Platz wegnehmen würde. Schränkt man dagegen die Fußabmessungen ein, so wird wiederum die Fußpressung auf den Eisen
beton zu hoch, besonders bei exzentrischen Belastungen.
Noch größere Schwierigkeiten bereitet aber in solchen Fällen bei verwickeltem Grund
riß die genaue Einhaltung der Säulenachsentfernungen im unteren Eisenbetonbauteil, damit das Aufsetzen der Stahlsäulen klaglos erfolgen kann. Die Eisenbetonbauweise arbeitet nicht auf Millimeter wie der Stahlbau, und es ergeben sich dann Differenzen, die bei der Montage oft schwer ausgeglichen werden können; das Ausrichten ist dann nicht einfach.
Unangenehm können dann auch die Beanspruchungen des unteren Eisenbetonteiles an der Nachbargrenze sein, wo die tunlichste Näherrückung der Stahlsäulen an die Nachbar
seite, die wegen der Raumausnützung erwünscht ist, exzentrische Belastungen für die unteren Eisenbetonpfeiler bringen können, und zwar gerade durch die schweren Fuß
lasten.
Befinden sich in solchen Untergeschossen Kinoanlagen mit großen Rahmenträgern, so werden diese besonders schwer, wenn oberhalb große Säulenlasten des Stahlteiles sich absetzen.
Noch größer können dann die Schwierigkeiten in den Aufzugschächten werden, die sowohl durch die Stahl- wie die Eisenbetonkonstruktion hindurchgehen, wenn Unstimmig
keiten in der Ausführung des unteren Eisenbetonteiles Vorkommen; das gleiche gilt für die Stiegenhäuser.
Man muß außerdem mit der Montage warten, bis der Beton erhärtet ist, was Zeitver
luste bringt. Endlich werden die Säulenabmessungen in den Untergeschossen in Eisenbeton sehr groß und nehmen Platz weg.
W ie man aus den vorstehenden Darlegungen entnehmen kann, empfiehlt sich diese gemischte Bauweise nicht. Bei regelmäßigem Grundrisse und einfacher Säulenausteilung
12 E n tw u rf d er S tah lsk elettb au ten .
und außenliegenden Stiegenhäusern sind wohl die Schwierigkeiten geringer, aber auch da leidet die Einheitlichkeit, selbst wenn man von den Unannehmlichkeiten, zwei Bauunter
nehmungen an einer Stelle zu haben, absieht.
In der Tschechoslowakei sind solche Fälle vorgekommen, wo es üblich ist, unter dem Straßenniveau zwei bis drei Geschosse unterzubringen und den tiefgehenden, den Erd
druck aufnehmenden Eisenbetonkonstruktionen an Front- und Nachbarseite auch oben noch eine Stützung durch Eisenbetonträger zu verleihen.
Vor Inangriffnahme des Entwurfes soll sowohl für die Ausbildung der Decken, der Verkleidungen der Säulen und Anschlüsse eine N o r m ie r u n g durchgeführt werden, die nicht nur die Projektierung, sondern auch die Ausführung wesentlich im günstigen Sinne beeinflußt. Sie bringt Zeitgewinn und Kostenersparnisse bei der Ausführung.
Ein nach diesen Gesichtspunkten vorbereiteter Entwurf wird, wenn sonst alles in Ord
nung geht, gewiß im Sinne der Wirtschaftlichkeit günstig beeinflußt sein.
4. Anzunehm ende Nutzlasten. Schnee- und W indbelastung, W ärm ew irkung.
a) Nutzlasten. Die für die statische Berechnung von Stahlskelettbauten anzunehmenden Nutzlasten sind natürlich vom Verwendungszweck der Räume abhängig. Sie sind für ge
wöhnliche Bauten in den für die einzelnen Länder gültigen Vorschriften enthalten oder sind für besondere Zwecke fallweise zu bestimmen.
In D e u t s c h la n d gelten hierfür die „Bestimmungen über die bei Hochbauten anzu
nehmenden Belastungen und über die zulässigen Beanspruchungen der Baustoffe“ , 5 .ergänzte Auflage, Berlin 1925.
In der T s c h e c h o s lo w a k e i gelten die Normen der tschechoslowakischen Normali
sierungsgesellschaft CSN 1050—1929: „Belastungen der Konstruktionen und Beanspruchungen der Baustoffe 1929“ .
In Tabelle 1 sind die in Deutschland und in der Tschechoslowakei vorgeschriebenen Nutzlasten in kg/m2 auszugsweise und zum Vergleich wiedergegeben. Im besonderen Falle wären die bezüglichen Vorschriften heranzuziehen.
Tabelle 1. N u t z l a s t e n d e r D e c k e n .
Räum e
D eutsch
land kg/m2
Tschecho
slowakei kg/m2 I Dachbodenräume in W o h n g eb ä u d e n ... I 2 5 150
2 W ohngebäude, Kontorgebäude, Dienstgebäude, L ä d e n ... 200 250 3 Räum e in S c h u le n ... 300 300 4 Geschäftshäuser, Warenhäuser, Theater, Gastw irtschaften, W erk
stätten und Fabriken m it leichterem Betrieb, Büchereien, A r
chive ... 500
' 450 5 Treppen, B a l k o n e ... 500 55° 6 Decken unter D u rch fa h rten ... 800 —
In Werkstätten und Fabriken mit schwerem Betrieb, bei stoßweisen Belastungen oder E r schütterungen durch Maschinen sind Zuschläge in D e u t s c h la n d von 50 bis 100% , in der T s c h e c h o s lo w a k e i bei Maschinen, die Schwingungen verursachen, Zuschläge von 30%, bei Maschinen, die Erschütterungen hervorrufen, von 50 % , bei Stößen von 100% zu machen. Für das Bürogebäude der Berg- und Hüttenwerksgescllschaft in Prag waren nach stehende Belastungen maßgebend: D ä c h e r ...150 kg/m2 K a n zleie n ... 300
Garderoben, W aschräum e, K l o s e t t e ...250
G ä n g e ...400
W ohnungen und Z u b e h ö r ... 250
S tie g e n a n la g e n ... , 500
G esch ä ftsrä u m e 800 ,, Passage... 500 ,,
A nzunehm ende N u tzlasten . Schnee- un d W indbelastung, W ärm ew irkung. 13
In Ö s te r r e ic h gelten die gleichen Deckennutzlasten wie die für das Deutsche Reich in Tabelle i angegebenen, nur für Treppen sind in Österreich bloß 400 kg/m2 zu rechnen.
Für Stöße, Erschütterungen oder Schwingungen sind die ruhigen Verkehrslasten je nach der Stärke dieser Einflüsse auf das 1,2 bis 1,5 fache zu erhöhen. Die Lastvermehrung ist für die unmittelbar betroffenen und leichten Bauteile größer anzunehmen als für die mittelbar beanspruchten und schwereren. ÖNORM-B 2101.
Für besondere Zwecke sind erhöhte Nutzlasten Vorzusehen.
So hat das Schaltwerkhochhaus der Siemens-Schuckert-Werke in Berlin im ersten Flur 1000 kg/m2, im zweiten bis siebenten Flur 750 kg/m2, im achten bis zehnten Flur 500 kg/m2, im Dachgeschoß 250 kg/m2 für Nutzlasten vorgesehen.
In Fabrikbetrieben, wo Transporteinrichtungen an der Decke für leichte Lasten an
geordnet werden, ist ein 50%iger Zuschlag gemacht worden.
Tabelle 2. D e c k e n n u t z l a s t e n f ü r e in ig e a m e r i k a n i s c h e S t ä d t e (kg/m2).
Reine Nutzlasten New Y o rk
1906
Chicago 1906
Ph ila
delphia 1906
Boston 1906 Wohngebäude, H o t e ls ... 293 244 342 244 Geschäftshäuser, 1. G e s c h o ß ... 732 488 488 488 Geschäftshäuser, über dem r. G e s c h o ß ... 366 4S8 488 488 Schulen, U n terrich tsräu m e... 366 366 — 39°
Gebäude für öffentliche Versam m lungen... 438 488 585 732
W erkstätten, Fabriken für Leichtm anufaktur . . . . 585 488 585 —
Fabrikgebäude, W aren h äu ser... 732 — 732 1220 Das Building Code Committee of the U. S. Departement of Commerce hat 1924 Mindest
nutzlasten angegeben, die ohne Stoßzuschlag herangezogen werden können, und zwar für:
Wohnräum e, Krankenhäuser, H o tels 195 kg/m2
Büros, Versamm lungsräume wie Schulräume, Lehrräume, Kirchen . 244 ,, V ersam m lu n g sh allen ...488 Geschäftshäuser je nach dem Zweck, und zwar:
Lagerraum des Großhandels (leichte W a r e n ) ...48S Lagerraum des Kleinhandels (leichte W a r e n ) ... 366 Garagen (Last- und Personenwagen). . ... 488 Garagen (nur P e r s o n e n w a g e n ) ...392 S t a ll u n g e n ... 366 N utzlasten für Dächer x : 3 oder flacher für die w aagerechte Projektion. 146 N utzlasten für steilere D ä c h e r ... 98 ..
N u t z la s t fü r G a ra g e n . Nach der Vorschrift für Gebäude zur Unterbringung von Personen- oder Lastkraftwagen ist für die B e r e c h n u n g v o n D e c k e n als Nutzlast
bei W agen bis 2,5 t Gesam tgewicht einschl. Stoßzuschlag 400 kg/m2
für ,, ,, g t ,, ,, ,, 800 ,,
anzunehmen. Bei schwereren Wagen ist die Belastung entsprechend höher zu wTählen.
b) Schneelast. Nach den d e u ts c h e n Vorschriften ist die Schneelast einer waagerechten Fläche mindestens mit 75 kg/m2 anzunehmen. Bei Dachneigungen über 450 ist keine Schnee
last zu berücksichtigen, sonst ist die Schneebelastung geringer als 75 anzunehmen, aus
genommen bei möglicher Schneesackbildung.
Für 1 m 2 waagerechter Projektion ist die Schneelast S bei einer Dachneigung « von oc = 20° 250 30° 350 40° 45° > 450
m it S = 75 70 65 60 55 50 0 kg/m2
anzunehmen.
Die t s c h e c h o s lo w a k is c h e n Normen CSX 1050— 1929 schreiben gleichfalls 75 kg/m2 Schneelast vor.
Bei Dächern von 400 bis 6o° Neigung ist diese Belastung mit 40 kg/m2 anzunehmen.
Bei Dachneigungen über 6o° entfällt die Berücksichtigung von Schneelasten.
